JPH0610047A

JPH0610047A - 硬さの異なる電磁鋼板の作り分け方法

Info

Publication number: JPH0610047A
Application number: JP17250392A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Tomita; 浩樹富田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-18

Abstract

(57)【要約】【目的】硬さの異なる電磁鋼板の作り分けを実現す
る。【構成】Ｃ：0.02〜0.05wt％およびSi：0.1 〜1.0 wt
％を含むけい素鋼素材に、熱間圧延、そして冷間圧延を
施し、次いで仕上げ焼鈍を施す、一連の工程によって電
磁鋼板を製造するに当たり、仕上げ焼鈍における脱炭率
を調節するとともに、この仕上げ焼鈍に引続いて、過時
効処理および常温での時効処理のいずれか少なくとも一
方の処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電磁鋼板の製造方法
に関し、特に硬さの異なる電磁鋼板の作り分けを実現し
ようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁鋼板には、その電磁特性によって数
多くの等級がある。この等級は、主に含有Si量によって
決まり、高Siの低鉄損材、いわゆるハイグレード材か
ら、低Siの比較的鉄損が悪いもの、いわゆるローグレー
ド材まで多くの品種がある。このうち、特に低Siのロー
グレード材には電磁特性よりコストや機械的性質が重視
されるものがある。

【０００３】特に、ユーザーにおいて電磁鋼板を製品に
加工する際には打抜き、かしめ、切削などの作業工程が
あるが、この打抜き性、かしめ性、切削性を決める要因
として材料の機械的性質、中でも特に硬さの影響が大き
いことがわかっている。そして要求される硬さはユーザ
ーにおける加工条件によって全く異なるため、ユーザー
より要求される材料硬さは低硬度（HV＝100)のものから
高硬度(HV ＝170)のものまでさまざまであるから、異な
る硬さの製品が要求されている。

【０００４】従来、電磁鋼板の製品硬さを作り分けるに
は、主に出鋼成分を調節すること、例えば硬くするため
にＰやMnなどを添加すること、等で対処していた。しか
し、この手法では、１つの成分系で１種の硬さしか得ら
れないため、出鋼時点で製品硬さが決まっていて変更は
効かず、また小ロットのオーダーへの対応が困難である
ことや、目標特性が得られなかった場合再出鋼する必要
があるため対応の時間もかかるなど、不利な点が多かっ
た。また、成分を変更すると、磁性への影響も少なから
ず生じるため、成分添加にも限界があり、またコストア
ップも大きかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は、製
品硬さの異なる電磁鋼板の作り分けを、成分系を変更す
ることなしに達成する方法について提案することを、目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】電磁鋼板、特に低Siのロ
ーグレード材において、電磁特性を重視する材料は、極
低炭素鋼で製造するのが通例であるが、電磁特性が重視
されないものはコストを下げるため低炭素鋼で製造する
ことがある。

【０００７】この低炭素鋼は、冷延鋼板で多用される過
時効処理の可能なＣ含有量にあり、また電磁鋼板の製造
工程における焼鈍時に脱炭処理を要する場合もあり、脱
炭の技術は確立しているため、脱炭と過時効処理を組合
わせることが可能であること、そしてこの組合わせによ
って炭化物の形態を制御し、機械的性質、特に硬さの異
なる製品を得られること、が新たに判明した。さらに、
従来は有害な現象とみなされていた、常温時効現象（特
開昭58-73719号公報参照）も、脱炭調整と組み合せるこ
とにより、有効な硬さ制御手段となることも明らかにな
った。

【０００８】この発明は、上記の知見に由来するもので
ある。すなわちこの発明は、Ｃ：0.02〜0.05wt％および
Si：0.1 〜1.0 wt％を含むけい素鋼素材に、熱間圧延、
そして冷間圧延を施し、次いで仕上げ焼鈍を施す、一連
の工程によって電磁鋼板を製造するに当たり、仕上げ焼
鈍における脱炭率を調節するとともに、この仕上げ焼鈍
に引続いて、過時効処理および常温での時効処理のいず
れか少なくとも一方の処理を施すことを特徴とする、硬
さの異なる電磁鋼板の作り分け方法である。

【０００９】この発明は、脱炭焼鈍設備と過時効処理設
備を備えた電磁鋼板の製造ラインにおいて、脱炭の制御
に加え、過時効処理および／または常温での時効処理を
利用することにより、Ｃ：0.02〜0.05wt％、Si：0.1 〜
0.5wt％を含有する無方向性電磁鋼板の製品硬さを制御
するものである。

【００１０】

【作用】次に、電磁鋼板の製品硬さを、ビッカース硬さ
（荷重１kg）でＨｖ(1) ： 100〜170 の範囲の４段階に
作り分ける手順について、説明する。硬さの作り分け
は、Ｃが粒界および粒内に析出または固溶した、冷間圧
延組織における炭化物の形態を、次に示す処理パターン
Ａ〜Ｄに従って制御する。

【００１１】(1) 処理パターンＡ：脱炭処理＋過時効処
理（図１参照）（製品Ｈｖ(1) ： 100〜120 ） (a)焼鈍温度 700〜 850℃（必要な電磁特性により変
更） (b)脱炭処理：脱炭率20〜50％（出鋼成分Ｃ実績により
制御）脱炭後Ｃ：0.015 〜 0.030％に制御 (c)過時効処理：温度 350〜 400℃で、８〜15ｓ

【００１２】この処理パターンＡでは、まず 700〜 850
℃の温度範囲での焼鈍によって、所望の電磁特性に応じ
た最適粒径まで粒成長させる。さらに、この焼鈍におけ
る脱炭率を30〜40％に制御することで鋼中Ｃを減少さ
せ、図２に示す、粒界および粒内に析出しているγ粒
（Fe₃C）を粒内に固溶し、図３に示す組織を得る。すな
わち、脱炭により残存Ｃを200 〜300 ppm 程度にするこ
とで、粒界析出炭化物は消失し、固溶Ｃ量は最大とな
る。

【００１３】次いで、不要な過時効を避けるため、過時
効処理温度： 350〜 400℃まで急速冷却し、この温度域
で８〜15ｓの過時効処理を行う。この過時効処理によっ
て、図３に示した組織において、固溶していたＣが炭化
物（γ粒）として、粒内に分散して析出し、粒界析出炭
化物および固溶Ｃの少ない、図４に示す組織が得られ
る。この組織は、粒内の固溶Ｃが少ないため時効するこ
とはなく、また粒界析出炭化物が少ないため硬さは低
く、その後の経時変化もない。

【００１４】(2) 処理パターンＢ：非脱炭＋過時効処理
（図５参照）（製品Ｈｖ(1) ： 110〜130 ） (a)焼鈍は処理パターンＡと同じ (b)脱炭は抑制する（脱炭率０〜５％） (c)過時効処理は処理パターンＡと同じ

【００１５】この処理パターンＢは、処理パターンＡと
同様に焼鈍を施すが、脱炭をほとんど行わずに、図２に
示した、炭化物（γ粒）の残存した組織とし、この組織
は焼鈍中に、粒内に析出していた炭化物は固溶し、固溶
Ｃは粒界析出炭化物に引き寄せられて、ある程度は析出
し、図６に示す組織が得られる。

【００１６】次いで、処理パターンＡと同様、過時効処
理温度： 350〜 400℃まで急速冷却し、この温度域で８
〜15ｓの過時効処理を行う。この過時効処理によって、
図６に示した組織において、固溶していたＣが炭化物
（γ粒）として、粒内に分散して析出し、固溶Ｃの少な
い、図７に示す組織が得られる。この組織は、粒内の固
溶Ｃが少ないため時効することはなく、また粒界炭化物
の析出によって、高めの硬さを有し、その後の経時変化
はない。

【００１７】(3) 処理パターンＣ：非脱炭＋非過時効＋
室温時効（図８参照）（製品Ｈｖ(1) ： 130〜150 ） (a)焼鈍は処理パターンＡと同じ (b)脱炭は抑制する（脱炭率０〜５％） (c)過時効処理は行わない (d)常温時効：室温10〜30℃で30日間時効硬化を行う

【００１８】この処理パターンＣは、処理パターンＢと
同様に焼鈍を施して、図６に示す組織とし、引続いて、
過時効処理を行わないで室温まで急冷し、室温10〜30℃
で30日間時効硬化を施す。この時効硬化処理によって、
粒内の固溶Ｃが、図９に示すように、針状の微細炭化物
として徐々に析出して硬化する。

【００１９】(4) 処理パターンＤ：脱炭＋非過時効＋室
温時効（図10参照）（製品Ｈｖ(1) ： 150〜170 ） (a)焼鈍温度 700〜 850℃（必要な電磁特性により変
更） (b)脱炭処理：脱炭率20〜50％（出鋼成分Ｃ実績により
制御）脱炭後Ｃ：0.015 〜 0.030％に制御 (c)過時効処理は行わない (d)常温時効：室温10〜30℃で30日間時効硬化を行う

【００２０】この処理パターンＤは、処理パターンＡと
同様に焼鈍を施して、図３に示す組織とし、引続いて、
過時効処理を行わないで室温まで急冷し、室温10〜30℃
で30日間時効硬化を施す。脱炭のみを行って過時効しな
いことにより、焼鈍直後の粒内固溶Ｃは最大値に近くな
る。この時効硬化処理によって、粒内の固溶Ｃが、図11
に示すように、針状の微細炭化物として徐々に析出し、
この時効硬化する固溶Ｃが多いため、硬さの上昇は大き
くなる。

【００２１】ここで、この発明の素材は、Ｃ：0.02〜0.
05wt％およびSi：0.1 〜1.0 wt％を含む成分組成とす
る。すなわち、Ｃが0.01wt％未満であると、過時効処理
および常温時効処理の効果が小さくなり、一方0.05wt％
をこえると脱炭能力の問題から脱炭後のＣを0.03wt％以
下にすることが難しい。なお、脱炭後のＣが0.03wt％を
こえると、逆に時効硬化が小さくなる、不利がある。

【００２２】また、Siが1.0 ％をこえる鋼は磁性重視材
となるため、極低炭素鋼（Ｃ＜0.01wt％）を用いる必要
があるため、この発明の対象外であり、一方0.1 wt％未
満では所定の磁性を得られないため、0.1 〜1.0 wt％の
範囲とする。

【００２３】

【実施例】表１に示す成分組成になる珪素鋼スラブを熱
間圧延後、冷間圧延を施して0.5mm厚に仕上げた。その
後、図12に従う熱処理、すなわち、パターンＡ：脱炭＋
過時効、パターンＢ：非脱炭＋過時効、パターンＣ：非
脱炭＋非過時効＋室温時効硬化およびパターンＤ：脱炭
＋非過時効＋室温時効硬化を、それぞれ施して製品とし
た。かくして得られた製品のビッカース硬さＨｖ(1) に
ついて、調べた結果を図13に示す。同図から、１つの成
分系から４種の硬さの製品を作り分けられたことがわか
る。また、製品のＣ含有量および脱炭率を、表２に示
す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、１チャージ単位でし
か作り分けられなかった製品硬さを１コイル単位で作り
分けることができるため、余分な成分系の出鋼を削減し
てコストダウンをはかれ、また小ロットのオーダーにも
即応でき、短納期の受注にも対応が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱処理パターンの図である。

【図２】焼鈍前の金属組織を示す模式図である。

【図３】焼鈍後の金属組織を示す模式図である。

【図４】過時効処理後の金属組織を示す模式図である。

【図５】熱処理パターンの図である。

【図６】焼鈍後の金属組織を示す模式図である。

【図７】過時効処理後の金属組織を示す模式図である。

【図８】熱処理パターンの図である。

【図９】常温時効処理後の金属組織を示す模式図であ
る。

【図１０】熱処理パターンの図である。

【図１１】常温時効処理後の金属組織を示す模式図であ
る。

【図１２】熱処理パターンの図である。

【図１３】各熱処理パターンを経た製品の硬さを示すグ
ラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.02〜0.05wt％およびSi：0.1 〜1.
0 wt％を含むけい素鋼素材に、熱間圧延、そして冷間圧
延を施し、次いで仕上げ焼鈍を施す、一連の工程によっ
て電磁鋼板を製造するに当たり、仕上げ焼鈍における脱
炭率を調節するとともに、この仕上げ焼鈍に引続いて、
過時効処理および常温での時効処理のいずれか少なくと
も一方の処理を施すことを特徴とする、硬さの異なる電
磁鋼板の作り分け方法。